2-甲酸吡嗪的应用与合成

介绍

2-甲酸吡嗪( Pyrazine-2-carboxylic acid，PCA) ，又名吡嗪-2-甲酸，属氮杂环化合物，分子式为C5H4N2O2，外观为白色针状结晶，能升华，m. p. 225 °C ( 分解) ，溶于热水，不溶于乙醚、氯仿、苯等。

图一 2-甲酸吡嗪

应用

2-甲酸吡嗪作为医药中间体和桥联配体，主要应用于医药领域以及有机-无机杂化材料领域。它还主要用于合成抗癌药物吡噻硫酮( Oltipraz) 和一线抗结核药物比嗪酰胺( Pyrazinamide，PZA) 。同时，它还是一种应用广泛的桥联配体，能与多种金属如过渡金属和稀土元素配位，是一种常用的配位试剂。

合成

传统化学氧化法有高锰酸钾氧化法和二氧化硒氧化法。喹喔啉和2位取代的吡嗪如2-乙基吡嗪和2-苯乙烯基吡嗪可被高锰酸钾氧化而得到2-甲酸吡嗪。高锰酸钾氧化法是将固体高锰酸钾分批加入到含有 2-烷基吡嗪的水溶液中，12h内加完，继续于室温搅拌 8 h，然后过滤除去生成的二氧化锰，滤液用浓盐酸酸化，析出固体。过滤，用水洗涤滤饼，干燥，即得到纯的2-甲酸吡嗪。反应路线图如下图二所示。

重铬酸钠也能氧化烷基吡嗪制备吡嗪羧酸。Beck以2-甲基吡嗪为原料，以重铬酸钠为氧化剂制备了2-甲酸吡嗪。具体制备方法为: 将282. 36 g ( 3 mol ) 2-甲基吡嗪、998. 27 g ( 3. 35mol) 重铬酸钠和 1200 mL水混合于自压釜中并加热 30 min。再分批加入磷酸水溶液。继续加热3 h，过滤，用硫酸酸化到 pH 1.8~2.0。冷却，沉淀。即得到吡嗪-2-甲酸，收率74%。二氧化硒氧化法也是常用的生产吡嗪-2-甲酸的方法。Mukhopadhyay 等报道了2-甲基吡嗪为原料，以嘧啶为溶剂，用二氧化硒氧化 2-甲基吡嗪制备吡嗪-2-甲酸，经过条件优化后，在115°C下反应8 h，吡嗪-2-甲酸的选择性达到99% ，2-甲基吡嗪的转化率达到 100%[1]。

图二 2-甲酸吡嗪的合成

参考文献

[1]王乔乔,白金泉,董阳阳.吡嗪-2-甲酸的合成及应用[J].化学试剂,2012,34(06):508-512+518.